Estiércol líquido

Mezcla de sólidos suspendidos en líquido.

Una suspensión compuesta de perlas de vidrio en aceite de silicona que fluye por un plano inclinado.

Lechada de fécula de patata

Un lodo es una mezcla de sólidos más densos suspendidos en un líquido, generalmente agua. El uso más común del lodo es como medio para transportar sólidos o separar minerales, siendo el líquido un portador que se bombea en un dispositivo como una bomba centrífuga . El tamaño de las partículas sólidas puede variar desde 1 micrómetro hasta cientos de milímetros . Las partículas pueden sedimentarse por debajo de una cierta velocidad de transporte y la mezcla puede comportarse como un fluido newtoniano o no newtoniano . Dependiendo de la mezcla, el lodo puede ser abrasivo y/o corrosivo.

Ejemplos

Algunos ejemplos de lodos son:

• Lechada de cemento, una mezcla de cemento , agua y diversos aditivos secos y líquidos que se utiliza en la industria petrolera y otras industrias ^{[1] [2]}
• Lechada de suelo/cemento, también llamada material de baja resistencia controlada (CLSM), relleno fluido, relleno de densidad controlada, mortero fluido, suelo-cemento plástico, K-Krete y otros nombres ^[3]
• Una mezcla de agente espesante , oxidantes y agua utilizada para formar un explosivo en gel ^[4]
• Una mezcla de material piroclástico , restos rocosos y agua producida en una erupción volcánica y conocida como lahar.
• Una mezcla de bentonita y agua utilizada para hacer muros de lodo.
• Lodo de carbón , una mezcla de desechos de carbón y agua, o carbón triturado y agua ^[5]
• Barbotina , mezcla de arcilla y agua utilizada para unir, esmaltar y decorar cerámicas y alfarería.
• Aceite en suspensión, fracción de mayor punto de ebullición destilada del efluente de una unidad FCC en una refinería de petróleo . Contiene una gran cantidad de catalizador, en forma de sedimentos, de ahí la denominación de suspensión.
• Una mezcla de pulpa de madera y agua utilizada para fabricar papel.
• El estiércol líquido, una mezcla de desechos animales, materia orgánica y, a veces, agua, a menudo conocido simplemente como "purín" en el uso agrícola , se utiliza como fertilizante después del envejecimiento en un pozo de purines.
• Purín de carne , una mezcla de carne finamente molida y agua, deshidratada mediante centrifugación y utilizada como ingrediente alimentario.
• Sustancia abrasiva utilizada en el pulido químico-mecánico.
• Hielo en suspensión , una mezcla de cristales de hielo, depresor del punto de congelación y agua.
• Una mezcla de materias primas y agua que interviene en la fabricación del cemento Portland en bruto .
• Un bolo de comida masticada mezclada con saliva ^[6]
• Una mezcla de pegamento epoxi y microesferas de vidrio utilizada como compuesto de relleno alrededor de los materiales del núcleo en fuselajes compuestos con estructura tipo sándwich .

Cálculos

Determinación de la fracción de sólidos

Para determinar el porcentaje de sólidos (o fracción de sólidos) de una suspensión a partir de la densidad de la suspensión, los sólidos y el líquido ^[7]

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {\rho _{s}(\rho _{sl}-\rho _{l})}{\rho _{sl}(\rho _{s}-\rho _{l})}}}$

dónde

${\displaystyle \phi _{sl}}$es la fracción de sólidos de la suspensión (expresada en masa)

${\displaystyle \rho _{s}}$es la densidad de los sólidos

${\displaystyle \rho _{sl}}$¿Es la densidad de la lechada?

${\displaystyle \rho _{l}}$¿es la densidad del liquido?

En lodos acuosos, como es común en el procesamiento de minerales, normalmente se utiliza la gravedad específica de las especies y, dado que la gravedad específica del agua se toma como 1, esta relación normalmente se escribe:

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {\rho _{s}(\rho _{sl}-1)}{\rho _{sl}(\rho _{s}-1)}}}$

aunque se utiliza la gravedad específica con unidades de toneladas/m3 ⁽ t/m3 ⁾ en lugar de la unidad de densidad del SI, kg/ ^m3 .

Masa líquida a partir de fracción de masa de sólidos

Para determinar la masa de líquido en una muestra dada la masa de sólidos y la fracción de masa: Por definición

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {M_{s}}{M_{sl}}}}$

por lo tanto

${\displaystyle M_{sl}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}}$

y

${\displaystyle M_{s}+M_{l}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}}$

entonces

${\displaystyle M_{l}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}-M_{s}}$

y por lo tanto

${\displaystyle M_{l}={\frac {1-\phi _{sl}}{\phi _{sl}}}M_{s}}$

dónde

${\displaystyle \phi _{sl}}$es la fracción de sólidos de la pulpa

${\displaystyle M_{s}}$es la masa o flujo másico de sólidos en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{sl}}$es la masa o flujo másico de lodo en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{l}}$es la masa o flujo másico de líquido en la muestra o corriente

Fracción volumétrica a partir de fracción de masa

${\displaystyle \phi _{sl,m}={\frac {M_{s}}{M_{sl}}}}$

Equivalentemente

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {V_{s}}{V_{sl}}}}$

y en un contexto de procesamiento de minerales donde la gravedad específica del líquido (agua) se considera uno:

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {\frac {M_{s}}{SG_{s}}}{{\frac {M_{s}}{SG_{s}}}+{\frac {M_{l}}{1}}}}}$

Entonces

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}SG_{s}}}}$

y

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {M_{l}SG_{s}}{M_{s}}}}}}$

Luego combinando con la primera ecuación:

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {M_{l}SG_{s}}{\phi _{sl,m}M_{s}}}{\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}}}}}}$

Entonces

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {SG_{s}}{\phi _{sl,m}}}{\frac {M_{l}}{M_{s}+M_{l}}}}}}$

Entonces desde entonces

${\displaystyle \phi _{sl,m}={\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}}}=1-{\frac {M_{l}}{M_{s}+M_{l}}}}$

Concluimos que

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+SG_{s}({\frac {1}{\phi _{sl,m}}}-1)}}}$

dónde

${\displaystyle \phi _{sl,v}}$es la fracción de sólidos de la suspensión en base volumétrica

${\displaystyle \phi _{sl,m}}$es la fracción de sólidos de la suspensión en base a la masa

${\displaystyle M_{s}}$es la masa o flujo másico de sólidos en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{sl}}$es la masa o flujo másico de lodo en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{l}}$es la masa o flujo másico de líquido en la muestra o corriente

${\displaystyle SG_{s}}$es la gravedad específica de los sólidos

Véase también

• Lechada
• Tubería de lodos
• Transporte de purines
• Muro de lodo

Referencias

1. "Shlumberger: glosario de yacimientos petrolíferos". Archivado desde el original el 31 de mayo de 2012. Consultado el 6 de mayo de 2012 .
2. "Rheonova: Medición de las propiedades reológicas de lodos sedimentados". Archivado desde el original el 18 de abril de 2020. Consultado el 30 de noviembre de 2013 .
3. "Portland Cement Association: Controlled Low-Strength Material" (Asociación de Cemento Portland: Material de baja resistencia controlada). Archivado desde el original el 17 de octubre de 2013. Consultado el 6 de mayo de 2012 .
4. "IRing - Creadores de Aegis, un software de planificación de perforaciones y voladuras subterráneas que ayuda a las minas a mejorar su eficacia y eficiencia". Archivado desde el original el 2020-08-07 . Consultado el 2020-01-02 .
5. Red Valve Company: Oleoducto de lodos de carbón
6. Rheonova: Medición de las propiedades del bolo alimenticio Archivado el 30 de noviembre de 2013 en archive.today
7. Wills, BA y Napier-Munn, TJ, Tecnología de procesamiento de minerales de Wills: una introducción a los aspectos prácticos del tratamiento de minerales y la recuperación de minerales, ISBN 978-0-7506-4450-1  , séptima edición (2006), Elsevier, Gran Bretaña

Enlaces externos

• Bonapace, AC Una teoría general del transporte hidráulico de sólidos en suspensión completa
• Ravelet, F.; Bakir, F.; Khelladi, S.; Rey, R. (2013). "Estudio experimental del transporte hidráulico de partículas grandes en tuberías horizontales" (PDF) . Experimental Thermal and Fluid Science . 45 : 187–197. doi :10.1016/j.expthermflusci.2012.11.003. S2CID  55554454.
• Ming, G., Ruixiang, L., Fusheng, N., Liqun, X. (2007). Transporte hidráulico de grava gruesa: una investigación de laboratorio sobre la resistencia al flujo.